基于特征基函数法的天线阵列电磁特性研究

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随着国防科技信息技术的飞速发展,对于目标电磁特性分析的需求越来越严格,比如说电子对抗雷达、隐形飞机等。电磁散射计算已成为电磁领域的主要研究方向,因此快速和准确分析复杂多目标电磁散射特性在理论研究和实践应用都有着举足轻重的作用。在矩量法(MoM)的发展历史长河中,特征基函数法(CBFM)日渐成为一个重要分支,该方法是一种基于分块和高阶基函数概念来求解散射问题的一种快速算法,本文紧密围绕此高效算法将其应用于不同类型天线阵列的电磁散射问题分析中。为了充分利用并扩展这个方法,本文将以Foldy-Lax多径散射概念为基础的CBFM与等效偶极子这种快速算法相结合,通过将等效偶极子算法引入到阻抗矩阵的计算中,能够有效的提高计算效率。本文主要从以下几个方面进行介绍:本文首先对MoM的基本概念进行了理论说明,对雷达散射截面(RCS)进行简单的概述,然后详细叙述了运用该方法求解电磁散射问题的具体步骤,最后给出了算例并与商业软件对比,验证了MoM的有效性。然后对以Foldy-Lax多径散射概念为基础的CBFM的基本原理进行了详细的介绍,分析了三维导体目标的电磁散射特性,将其数值结果与MoM做了比较,验证了该方法的高效性。随后将该方法应用到天线阵列的电磁散射特性的分析中,并给出具体算例,验证了此方法的准确性和高效性。其次本文通过对CBFM的深入分析,将等效偶极子法与CBFM结合来计算阻抗矩阵,可以极大改善运算效率,对计算高效性起着重要的作用。且将数值结果与传统CBFM做了比较,结果表明EDM-CBFM的计算效率明显提高。最后对以Foldy-Lax多径散射概念为基础的CBFM进行了总结分析,为进一步深入研究电大尺寸目标电磁散射特性奠定了基础。
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